JPH01107820A - 多層フィルタパック - Google Patents

多層フィルタパック

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JPH01107820A
JPH01107820A JP63228282A JP22828288A JPH01107820A JP H01107820 A JPH01107820 A JP H01107820A JP 63228282 A JP63228282 A JP 63228282A JP 22828288 A JP22828288 A JP 22828288A JP H01107820 A JPH01107820 A JP H01107820A
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はフィルタパックに関し、特に少なくとも２つの
互いに直接連続した繊維層から成る、エレクトレット性
質を有する多層状フィルタパラ、りに関する。
〔従来の技術］ 西ドイツ特許第２９４１０９４号には、非エレクトレッ
ト・フィルタ材料から成る前置フィルタとエレクトレッ
ト・フィルタ材料から成る後置フィルタとを組合わせて
成るフィルタ・バックがが開示されている。上記特許の
実施例３によれば、エレクトレット・フィルタ層は同構
造の繊絶層を多層状に積層し形成されるが、粗粒子との
接触を避けるためには非帯電性材料から成る前置フィル
タを使用する必要がある。
しかしながら上記フィルタパックでは、多数の又は所望
の小粒子及び極小粒子（１０〜０．０５μｍ）並びに細
菌類をかなり大量に確実に濾別する必要があるという、
現在ますます増大する要求を満たすことができない。
中等度の粗さの非帯電性前置フィルタは小粒子を妨害せ
ずに通過させ、これらの小粒子は濾過開始と同時に隣接
するニレクレット・フィルタの全範囲に展開する。上記
特許明細書に記載されているように、このエレクトレッ
ト・フィルタの空気抵抗は小さく専ら静電濾過を対象と
しているため、多量の小粒子が展開した場合には、エレ
クトレット・フィルタ内の電荷が中和され、急速に微細
フィルタとしての効果を失い、単なる粗フィルタに過ぎ
なくなる。かくして小粒子の分離度は初期値の１／１０
程度にまで急速に低下する。かかる不都合を回避するた
めに、エレクトレット層において静電濾過と機械的濾過
を同時に達成可能な程度にエレクトレット層を緻密に構
成することも可能である。しかしこのような複合構造で
は看過できない程度の圧力降下が生じ、特に衝突する小
粒子の数が大きい場合には急速に目詰まりが生じるもの
と考えられる。
また非帯電性の前置フィルタを予め緻密に形成すること
も考えられるが、かかる場合にはエアフィルタ・アセン
ブリ全体の空気抵抗が上昇し前記と同様な不都合が生じ
るものと考えられる。
〔発明が解決しようとする課題〕
従って本発明の課題は上記不都合を克服可能な静電フィ
ルタパックを提供するにあり、さらに詳細には、主とし
て又は専ら直径１０〜０．０５μｍの小粒子又は極小粒
子を展開させた場合に、低い空気抵抗で、長時間の作業
効率と最大限の濾過効率を達成可能であるような、少な
くとも２つの互いに直接連続する繊維層から成る静電フ
ィルタパックを提供するにある。
さらに上記不都合の原因となる小粒子をできるだけ多く
供給側でくい止めることが可能な改良されたフィルタパ
ックを提供するにある。
〔課題を解決するための手段〕
上記課題は、全ての層が永久電荷を有し、流れ方向に向
かい層から層へと繊維直径が短縮し、充填密度が増加し
、さらに各層の厚さが１０ｍｍ以下であるような多層エ
レクトレット・フィルタパックにより解決される。
全ての繊維層をエレクトレットで形成する本発明に基づ
くフィルタパック構造によると、１０〜約０．５μｍの
粒度範囲を有する粒子の５０％以上を、空気抵抗を高め
ることなく、供給側で阻止することが可能となる。しか
して流れ方向の最装置の特に細かいフィルタには粗い粒
子は付着せず、すでに細菌のサイズに相当する０、０５
μｍの粒度を有する最小粒子に対する「警報フィルタ（
Ｐｏｌｉｚｅｉｆｉｌｔｅｒ）　Ｊとして使用すること
が可能である。
本発明に基づく前置フィルタによれば、従来のフィルタ
パックに比較して、１０〜０．０５μｍの粒度を有する
粒子を負荷した場合に、１０％乃至７５％フィルタの分
離度が向上する。
かかる前置フィルタの分離度が向上されることにより、
フィルタパック全体の分離度が改良される。なお付言す
れば、フィルタパックの全体の空気抵抗が低下した場合
には、単位面積あたりの重量が減少するため排出層の分
離度も必然的に低下する。
本発明によるフィルタパックの総分離度は、１ｍｇ／ｍ
３以上のダスト濃度の場合には、初期圧力差の２倍に達
するまでの全負荷時間にわたりほぼ一定である。その後
のエレクトレットによる分離度の低下は機械的すなわち
三次元的フィルタ作用の強化を図りダストケークを形成
させることにより十分に補償可能である。
フィルタパックのダスト蓄積力は前置フィルタのエレク
トレット・フィルタにより明確に向上し、ダストの種類
とダストの粒度とに応じて、３倍までに上昇する。
本発明によるフィルタパックの形成には、電気的絶縁抵
抗の高い繊維の使用が好適である。
特に、供給側層として繊維直径が１０〜３０μｍであり
充填密度が０．０１−０．０７である繊維層を使用し、
排出側層として繊維直径が０．５〜１０μｍであり充填
密度が０．０３〜０．１である繊維層を使用した場合に
、良好な濾過特性が得られる。
ここで充填密度（α）は１（空隙なし）と空隙率εとの
間の差として表される： α＝１−ε また空隙率εはＤＩＮ（ドイツ工業規格）　５３８５５
によって次式から算出される： ρＮ　−ρＲ× ρＮ ε−空隙率 ρ８＝標準密度 ρ□＝総密度 これらのパラメーターは、高い分離度、高いダスト蓄積
力ならびに小さい空気抵抗を、他の層の存在の有無に拘
わらず得るためのいわば基準データである。
供給側層の繊維がポリプロピレン及び／又はポリエチレ
ン製であり、排出側層の繊維がポリプロピレン、ポリエ
チレン、ポリカーボネート又はポリスルホン製であるこ
とが好ましい。
また第３の排出側層として繊維直径が１０〜３０μｍで
あり充填密度が０．０１〜０．０７である繊維層を備え
ることも、非常に経済的で好ましく、かかる構造により
、ダスト粒径１０〜０．０５μｍの広い粒度範囲に対し
て最高の濾過効率を得ることができる。かかる第３の排
出側層の存在は濾過理論的には明らかではないが、意外
なことには、フィルタパック全体の空気抵抗率を上げる
ことなくフィルタパックの総分離度を明らかに向上させ
る。
粒径が１０−０．０５μｍ範囲の強く帯電したダスト粒
子を濾過するような特殊用途に本発明に基づくフィルタ
パックを使用する場合には、隣接繊維層が相互に反対符
号の電荷、すなわち正電荷と負電荷とを有していること
が好ましい。
かかる構造のフィルタパックを使用することにより、正
に帯電した粒子も負に帯電した粒子も効果的に分離する
ことが可能になる。
本発明によるフィルタパックは、小粒子および極小粒子
に対する濾過効率が高く、濾過効率が同じ他の電気的フ
ィルタパックに比べて空気抵抗が特に低いために、空気
浄化装置および呼吸保護フィルタに特に適しており；例
えば集じん器バッグフィルタのような、粗フイルタ系の
後置フィルタとして用いることも好ましい。
〔実施例〕
次に実施例に基づき本発明に基づく改良された空気フィ
ルタの構造と濾過特性をさらに詳細に説明する： 実施例１ ａ）供給側繊維層 １００％ポリプロピレン、３．３ｄｔｅｘ単位面積あた
りの重１（ＤＩＮ　５３８５４）：１２０ｇ／ｍ”厚さ
（ＤＩＮ　５３８５５）：３．５ｍｍ空隙率：　０．９
６２ 充填密度：　０．０３８ ｂ）　排出側繊維層 １００％ポリカーボネート、平均繊維直径８μ−単位面
積あたり重量（ＤＩＮ　５３８５４）：１６ｇ／ｍ”厚
さ（ＤＩＮ　５３８５５）：０．３１１１ｍ空隙率７０
．９５６ 充填密度：　０．０４４ 種々なフィルタＮ（層）を取付用サポートに平坦に取付
け、ＤＩＮ　３１８１／Ｔ２に基づいき濾過特性を調べ
た。すなわち貫流速度８ｃｍ／秒でのＮａＣｔに対する
透過度（Ｄ□ｃＬ）を測定した。
結果を次表に示す： 供給側層をエレクトレット化すると、濾過作用は透過度
８７％から２５％に上昇した。フィルタパックの濾過効
率は透過度１４％から５．５％に改良された。
実施例２ ａ）供給側繊維層 １００％ポリプロピレン、１．７ｄｔｅｘ単位面積あた
りの重１ｆＪ　（ＤＩＮ　５３８５４）　：８０ｇ／ｍ
”厚さ（ＤＩＮ　５３８５５）：２．８ｍｍ空隙率：　
０．９６９ 充填密度：　０．０３１ ｂ）　中間繊維層 １００％ポリカーボネート、平均繊維直径８μｍ単位面
積あたりの重量（ＤＩＮ　５３８５４）　：ｂａ）　１
６ｇ／ｍ２／／　　　　　　（７／　　　）：ｂｂ）　
８ｇ／ｍ”厚さ（ＤＩＮ　５３８５５）：ｂａ）０．３
ｍｍ〃（／／　　　）：ｂｂ）０．１５ｎ＋ｍ空隙率：
　０．９５６ 充填密度：　０．０４４ Ｃ）排出側繊維層 供給側層ａ）に同じ。
種々なフィルタ層（層）を取付用サポートに平坦に取付
は濾過特性を調べた。この場合に、すすエーロゾル（Ｘ
Ｓ。＝０．０２μｍ）に対する総分離度Ａとフィルタパ
ックのダスト蓄積力を測定した。フィルタデーターは貫
流速度２５ｃｍ／秒、最終圧力差ΔＰ　ｔ　６００Ｐａ
および約１ｇ／ｍ２・分の負荷でのすす濃度６７ｍｇ／
ｍ’において算出した。
結果を次表に示す： 両外層をエレクトレット化すると、すすに帯するフィル
タパックの分離度は９６．４から９８％に改良された。
同時に、最終圧力差Δ１１　ｔ　６００に上昇した。
中間フィルタ層の単位面積あたり重量が１６ｇ／　ｍ　
ｔから８ｇ／ｍ”に減少すると、フィルタパックの初期
圧力差ΔＩ）ａは３５Ｐａに低下し、ダスト蓄積力は総
分離度に影響することなく　（９６，４％から９６．１
％へ）　、７０．６　ｇ　７ｍ”から８１．１ｇ／ｍ２
に上昇した。
実施例３ ａ）供給側繊維層 実施例２ａ）に同じ ｂ）　中間繊維層 １００％ポリカーボネート、平均繊維直径５μｍ単位面
積あたりの重！（ＤＩＮ　５３８５４）：ｌ１ｇ／ｍ２
厚さ（ＤＩＮ　５３８５５）：０．２ｍｍ空隙率：　０
．９５４ 充填密度：　０．０４６ Ｃ）排出側繊維層 供給側層ａ）と同じ。
濾過技術特性を実施例１と同様に調べ、次の結果を得た
。
供給側層と同様の構造を有する第３フィルタ層を排出側
に配置した場合にフィルタパックの総濾過効率は１８％
以上高まった。
〔発明の効果〕
以上に示すように、本発明によりフィルタの空気抵抗を
上げることなく、粒径が１０〜０．０５μｍの小粒子に
対し優れたダスト分離度及びダスト蓄積度を示し、しか
も長期の使用に十分耐える経済的なフィルタパックが提
供される。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）少なくとも２つの互いに直接連続した繊維層から
    成る、エレクトレット性質を有する多層状フィルタパッ
    クにおいて、全ての層が永久電荷を有すること；流れ方
    向に向かい層から層へと繊維直径が短縮し、充填密度が
    増加すること；及び各層の厚さが１０ｍｍ以下であるこ
    とを特徴とするフィルタパック。
  2. （２）供給側層として繊維直径が１０〜３０μｍであり
    充填密度が０．０１〜０．０７である繊維層を使用し、
    排出側層として繊維直径が０．５〜１０μｍであり充填
    密度が０．０３〜０．１である繊維層を使用したことを
    特徴とする請求項１記載のフィルタパック。
  3. （３）３層構造から成り、さらに排出側層として繊維直
    径が１０〜３０μｍであり充填密度が０．０１〜０．０
    ７である繊維層を使用したことを特徴とする請求項１記
    載のフィルタパック。
  4. （４）隣接繊維層が相互に反対符号の電荷を有すること
    を特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のフィルタ
    パック。
  5. （５）粗フィルター系の後置フィルターとして使用する
    ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のフィ
    ルタパック。
JP63228282A 1987-09-19 1988-09-12 多層フィルタパック Granted JPH01107820A (ja)

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DE19873731575 DE3731575A1 (de) 1987-09-19 1987-09-19 Filterpack
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